一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的檢測(cè)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制造技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的檢測(cè)方法領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]在芯片制造工藝過(guò)程中，金屬連接工藝是必備工藝。無(wú)論是物理沉積，還是化學(xué)電鍍，都有可能在金屬互聯(lián)結(jié)構(gòu)中形成空洞缺陷。當(dāng)空洞缺陷處于金屬表面時(shí)，通過(guò)常規(guī)的光學(xué)缺陷檢測(cè)儀器，例如BFI (Bright Field Inspect1n,亮場(chǎng)缺陷掃描機(jī))或DFI (Dark FieldInspect1n,暗場(chǎng)缺陷掃描機(jī))，易于檢測(cè)發(fā)現(xiàn)。但是當(dāng)如圖1所示，這種空洞缺陷10處于金屬連線工藝的典型結(jié)構(gòu)11內(nèi)部或底層時(shí)，常規(guī)的光學(xué)檢測(cè)儀器無(wú)法檢測(cè)到所示空洞缺陷10，往往需要到了最后良率驗(yàn)證時(shí)才發(fā)現(xiàn)問(wèn)題。但這時(shí)，有問(wèn)題的設(shè)備或工藝已經(jīng)運(yùn)行了較長(zhǎng)時(shí)間，造成大量的低良率產(chǎn)品。
[0003]鑒于此，有必要設(shè)計(jì)一種新的方法以解決上述技術(shù)問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]鑒于以上所述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本發(fā)明的目的在于提供一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的檢測(cè)方法，用于解決現(xiàn)有技術(shù)中，由于空洞缺陷位于金屬連線內(nèi)部或底部，使用常規(guī)的光學(xué)檢測(cè)儀器無(wú)法及時(shí)檢測(cè)到，在最后進(jìn)行良率驗(yàn)證發(fā)現(xiàn)問(wèn)題時(shí)，有問(wèn)題的設(shè)備或工藝已經(jīng)運(yùn)行了較長(zhǎng)的時(shí)間，造成大量的低良率產(chǎn)品的問(wèn)題。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述目的及其他相關(guān)目的，本發(fā)明提供一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的檢測(cè)方法，至少包括以下步驟:
[0006]1)提供一晶圓，在所述晶圓的切割道內(nèi)制備金屬連線工藝的典型結(jié)構(gòu)；
[0007]2)將步驟1)得到的晶圓置于檢測(cè)機(jī)臺(tái)上，利用超聲波對(duì)所述典型結(jié)構(gòu)進(jìn)行檢測(cè)，并得到相應(yīng)的回聲信號(hào)；
[0008]3)將步驟2)中超聲波檢測(cè)的典型結(jié)構(gòu)切片制樣，進(jìn)行TEM樣品檢測(cè)；若沒(méi)有檢測(cè)到空洞缺陷，將步驟2)中得到的回聲信號(hào)存入數(shù)據(jù)庫(kù)中，記為第一回聲信號(hào)；若檢測(cè)到空洞缺陷，重復(fù)步驟1)至步驟3)；
[0009]4)重復(fù)步驟1)至步驟2)，將步驟2)所得到的回聲信號(hào)記為第二回聲信號(hào)，將所述第二回聲信號(hào)與數(shù)據(jù)庫(kù)中所存的第一回聲信號(hào)進(jìn)行比對(duì)，根據(jù)所述第二回聲信號(hào)的波形是否與第一回聲信號(hào)波形存在差異來(lái)判斷待檢測(cè)典型結(jié)構(gòu)中是否存在空洞缺陷。
[0010]優(yōu)選地，步驟1)中至少還包括以下步驟:
[0011]a)根據(jù)芯片設(shè)計(jì)規(guī)則歸納得到金屬連線工藝中的典型結(jié)構(gòu)；
[0012]b)依次進(jìn)行光刻、刻蝕、介質(zhì)沉積、CMP和金屬連線工藝，以將步驟a)中得到的典型結(jié)構(gòu)制備于晶圓的切割道內(nèi)。
[0013]優(yōu)選地，步驟a)中所述典型結(jié)構(gòu)包含金屬連線工藝中的所有典型結(jié)構(gòu)。
[0014]優(yōu)選地，步驟1)中相同的所述典型結(jié)構(gòu)在晶圓的切割道內(nèi)排列成陣列區(qū)域。
[0015]優(yōu)選地，步驟1)中所述典型結(jié)構(gòu)形成的陣列區(qū)域的邊長(zhǎng)均大于10微米。
[0016]優(yōu)選地，步驟1)中所述典型結(jié)構(gòu)形成的陣列區(qū)域至少包括兩個(gè)不同的典型結(jié)構(gòu)形成的陣列區(qū)域。
[0017]可選地，步驟1)中所述典型結(jié)構(gòu)形成的陣列區(qū)域中，相鄰兩典型結(jié)構(gòu)的間距與所述典型結(jié)構(gòu)的尺寸之比為1:5?5:1。
[0018]優(yōu)選地，步驟1)中所述典型結(jié)構(gòu)形成的陣列區(qū)域中，相鄰兩典型結(jié)構(gòu)的間距與所述典型結(jié)構(gòu)的尺寸之比為1:1。
[0019]優(yōu)選地，步驟1)中相鄰兩所述典型結(jié)構(gòu)形成的陣列區(qū)域之間的間距大于10微米。
[0020]優(yōu)選地地，所利用超聲波對(duì)所述典型結(jié)構(gòu)進(jìn)行檢測(cè)的方法為:使用超聲波儀器的探頭依次對(duì)每種所述典型結(jié)構(gòu)的循環(huán)重復(fù)區(qū)域進(jìn)行100%的掃查。
[0021]如上所述，本發(fā)明的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的檢測(cè)方法，具有以下有益效果:本發(fā)明中金屬連線工藝的所有典型結(jié)構(gòu)分別循環(huán)重復(fù)的設(shè)置在晶圓的切割道內(nèi)，且各個(gè)循環(huán)重復(fù)區(qū)域的尺寸滿(mǎn)足超聲波檢測(cè)所需的尺寸，而后使用超聲波對(duì)所述典型結(jié)構(gòu)進(jìn)行檢測(cè)，可以及時(shí)的發(fā)現(xiàn)金屬連線工藝的典型結(jié)構(gòu)內(nèi)部或底部中所存在的空洞缺陷，避免了造成更多低良率產(chǎn)品問(wèn)題的發(fā)生；同時(shí)，將各種典型結(jié)構(gòu)都設(shè)置在切割道內(nèi)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)所有典型結(jié)構(gòu)進(jìn)行快速檢測(cè)，大大提聞了檢測(cè)的效率。
【附圖說(shuō)明】
[0022]圖1顯示為現(xiàn)有技術(shù)中的金屬連線工藝中內(nèi)部或底部存在空洞缺陷的典型結(jié)構(gòu)的示意圖。
[0023]圖2顯示為本發(fā)明的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的檢測(cè)方法的流程圖。
[0024]圖3顯示為本發(fā)明的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的檢測(cè)方法中圓柱形鎢連接工藝的三種典型結(jié)構(gòu)的示意圖。
[0025]圖4顯示為本發(fā)明的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的檢測(cè)方法中使用超聲波對(duì)金屬連線工藝中內(nèi)部沒(méi)有空洞缺陷的典型結(jié)構(gòu)進(jìn)行檢測(cè)的示意圖。
[0026]圖5顯示為本發(fā)明的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的檢測(cè)方法中使用超聲波對(duì)金屬連線工藝中內(nèi)部有空洞缺陷的典型結(jié)構(gòu)進(jìn)行檢測(cè)的示意圖。
[0027]元件標(biāo)號(hào)說(shuō)明
[0028]10,20空洞缺陷
[0029]11、21典型結(jié)構(gòu)
[0030]22 超聲波
[0031]d 圓柱形鎢連接工藝中典型結(jié)構(gòu)的寬度
[0032]L 圓柱形鎢連接工藝中典型結(jié)構(gòu)的高度
【具體實(shí)施方式】
[0033]以下通過(guò)特定的具體實(shí)例說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可由本說(shuō)明書(shū)所揭露的內(nèi)容輕易地了解本發(fā)明的其他優(yōu)點(diǎn)與功效。本發(fā)明還可以通過(guò)另外不同的【具體實(shí)施方式】加以實(shí)施或應(yīng)用，本說(shuō)明書(shū)中的各項(xiàng)細(xì)節(jié)也可以基于不同觀點(diǎn)與應(yīng)用，在沒(méi)有背離本發(fā)明的精神下進(jìn)行各種修飾或改變。
[0034]請(qǐng)參閱圖2至圖5，需要說(shuō)明的是，本實(shí)施例中所提供的圖示僅以示意方式說(shuō)明本發(fā)明的基本構(gòu)想，雖圖式中僅顯示與本發(fā)明中有關(guān)的組件而非按照實(shí)際實(shí)施時(shí)的組件數(shù)目、形狀及尺寸繪制，其實(shí)際實(shí)施時(shí)各組件的型態(tài)、數(shù)量及比例可為一種隨意的改變，且其組件布局型態(tài)也可能更為復(fù)雜。
[0035]請(qǐng)參閱圖2至圖5，本發(fā)明提供一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的檢測(cè)方法，至少包括以下步驟:
[0036]1)提供一晶圓，在所述晶圓的切割道內(nèi)制備金屬連線工藝的典型結(jié)構(gòu)21 ；
[0037]2)將步驟1)得到的晶圓置于檢測(cè)機(jī)臺(tái)上，利用超聲波22對(duì)所述典型結(jié)構(gòu)21進(jìn)行檢測(cè)，并得到相應(yīng)的回聲信號(hào)；
[0038]3)將步驟2)中超聲波22檢測(cè)的典型結(jié)構(gòu)21切片制樣，進(jìn)行TEM樣品檢測(cè)；若沒(méi)有檢測(cè)到空洞缺陷20，將步驟2)中得到的回聲信號(hào)存入數(shù)據(jù)庫(kù)中，記為第一回聲信號(hào)；若檢測(cè)到空洞缺陷20，重復(fù)步驟1)至步驟3)；
[0039]4)重復(fù)步驟1)至步驟2)，將步驟2)所得到的回聲信號(hào)記為第二回聲信號(hào)，將所述第二回聲信號(hào)與數(shù)據(jù)庫(kù)中所存的第一回聲信號(hào)進(jìn)行比對(duì)，根據(jù)所述第二回聲信號(hào)的波形是否與第一回聲信號(hào)波形存在差異來(lái)判斷待檢測(cè)典型結(jié)構(gòu)21中是否存在空洞缺陷20。
[0040]在步驟1)中，請(qǐng)參閱圖2的S1步驟及圖3，提供一晶圓，在所述晶圓的切割道內(nèi)制備金屬連線工藝的典型結(jié)構(gòu)21。
[0041]具體的，步驟1)中至少還包括以下步驟:
[0042]a)根據(jù)芯片設(shè)計(jì)規(guī)則歸納得到金屬連線工藝中的典型結(jié)構(gòu)21 ；
[0043]b)依次進(jìn)行光刻、刻蝕、介質(zhì)沉積、CMP和金屬連線工藝，以將步驟a)中得到的典型結(jié)構(gòu)21制備于晶圓的切割道內(nèi)。
[0044]具體的，針對(duì)任一種金屬連線工藝，其對(duì)應(yīng)的典型結(jié)構(gòu)21的種類(lèi)都是有限的，都可以根據(jù)金屬連線工藝查詢(xún)相應(yīng)的設(shè)計(jì)規(guī)則歸納得到改金屬連線工藝中所所有典型結(jié)構(gòu)21的種類(lèi)和特征。以圓柱形接觸孔進(jìn)行鎢連接的工藝為例，圖3為圓柱形鎢連接工藝中的所有典型結(jié)構(gòu)，一共包括三種:典型結(jié)構(gòu)的寬度d小于典型結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)度L，如圖3中(a)所示；典型結(jié)構(gòu)的寬度d等于典型結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)度L，如圖3中(b)所示；典型結(jié)構(gòu)的寬度d大于典型結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)度L，如圖3中(c)所示。對(duì)于銅互連工藝，由接觸孔和金屬組合成的結(jié)構(gòu)可能更為復(fù)雜，但仍然能匯總出有限種典型結(jié)構(gòu)，這里不再一一列舉。
[0045]具體的，步驟a)中所述典型結(jié)構(gòu)21應(yīng)包含金屬連線工藝中的所有典型結(jié)構(gòu)。
[0046]具體的，步驟1)中相同的所述典型結(jié)構(gòu)在晶圓的切割道內(nèi)排列成陣列區(qū)域，以便在檢測(cè)的過(guò)程中對(duì)所有典型結(jié)構(gòu)21進(jìn)行分別檢測(cè)。同時(shí)，由于在使用超聲波對(duì)樣品進(jìn)行檢測(cè)的時(shí)候，由于機(jī)臺(tái)端發(fā)射出的超聲波是具有一定尺寸的超聲波波束，為了檢測(cè)的準(zhǔn)確性，對(duì)樣品的待檢測(cè)區(qū)域面積有相應(yīng)的要求，即要求步驟1)中所述典型結(jié)構(gòu)21形成的陣列區(qū)域的邊長(zhǎng)均大于10微米。若所述陣列區(qū)域有一邊或者多個(gè)邊的邊長(zhǎng)小于10微米，就不能保證超聲波探測(cè)點(diǎn)完全落入陣列區(qū)域內(nèi)，陣列區(qū)域周邊的其他性能的材料